Причины вибрации эм, способы ее измерения и устранения

Эксплуатация вибрационных извещателей

Так как ключевая функция охранных извещателей на основе вибрационных датчиков, это обнаружение преднамеренного разрушительного воздействия на охраняемые конструкции, то применяются они для объектов с повышенной вероятностью попыток проникновения.

Возможна организация полной и зональной блокировки конструкции. Первый вариант подразумевает совмещение и пересечение радиусов действия датчиков по всей площади охраняемой конструкции. Зональная блокировка подразумевает монтаж извещателей только в местах предположительно возможного проникновения.

При выборе поверхностей конструкций для зональной блокировки, приоритет стоит отдавать тем участкам, которые потенциально предпочтительны злоумышленниками для проникновения (двери, окна, заборы, ворота, сейфы, перекрытия зданий, стены хранилищ ценностей и других сооружений, предположительно предпочтительных для проникновения путём разрушения).

Применимы описываемые изделия и для контроля объектов, потенциально подвергающихся вандализму (витрины, окна, банкоматы, телефонные шкафы и так далее).

Монтировать вибрационные извещатели (для устройств с кабельными чувствительными элементами применимо не всегда) следует с внутренней стороны охраняемого периметра. Стоит постараться выбрать место монтажа, в котором риск случайных механических повреждений будет минимальным.

Для снижения риска саботажа необходимо стремиться к монтажу извещателей таким образом, чтобы минимизировать возможность доступа третьих лиц.

Для контроля светопрозрачных элементов, допустим монтаж на самом стекле (вне зависимости от типа) или на прилегающие конструкции (оконные рамы, прилегающие стены) при условии плотной фиксации элементов относительно друг друга, с применением материалов обладающих высокой акустической проводимостью (разнообразные цементные, гипсовые смеси и так далее).

Для монтажа на пустотелые двери, следует их оббить листом фанеры, а установку проводят как можно ближе к запирающему элементу.

Для повышения чувствительности при установке на стенах, имеющих декоративную отделку, организовывают прямую акустическую связь непосредственно со стеной.

Непосредственно эксплуатацию начинают с настройки и проверки системы. Для настройки, в зависимости от особенностей строения извещателей, подбирают (под особенности охраняемой конструкции) сменный фильтр, или запускают автоматическую настройку с регулировкой чувствительности либо введением переменных данных о параметрах контролируемого сооружения. Настройка проводится по указанной в прилагаемой инструкции схеме.

Указанные устройства применяются в самом широком диапазоне условий окружающей среды

Особенности правил эксплуатации и предосторожности для каждой конкретной модели определяются производителем

Преимущества устройства

Так как определенных минусов в рамках функциональных возможностей устройств сигнализации названого класса обнаружено не было, стоит перечислить их плюсы, которые выражаются в:

• высокой точности определения попытки проникновения, с малым количеством ложных срабатываний;
• возможности полностью скрытой установки, если речь идет о несущих конструкциях, потолках, полах или перегородках;
• изначальной направленности устройств названого класса — определение процесса проникновения, а не констатация факта его завершения.

Отдельно хочется вспомнить о плюсах периметральных систем аналогичного типа:

• дешевизна относительно охраняемых расстояний и площадей;
• один чувствительный элемент контролирует большое пространство.

Классификация по количеству точек, контролируемых одновременно

В зависимости от того, сколько точек способен контролировать датчик, различают однопозиционные и многопозиционные устройства. Первые имеют только один сенсор. Такой датчик обеспечивает обследование лишь одной точки охраняемой поверхности, которая становится центром для отсчета радиуса воздействия сенсорной чувствительности. Прибор формирует тревожное извещение размыканием контактов на исполнительном реле. Его основное предназначение — обнаружение проникновения на охраняемую территорию.

Многопозиционные устройства могут контролировать одновременно несколько точек. Они оснащены несколькими разъемами для подключения некоторого количества датчиков. Каждый из них отвечает за контроль только одной точки, но в совокупности их площадь работы существенно увеличивается. Такие модели обычно используются для обнаружения проникновений вдоль линии ограждения охраняемой территории.

Наибольшее распространение в сфере охраны малоформатных помещений получил вибрационный одноблочный датчик уровня. Он обладает рабочими параметрами, обеспечивающими оптимальный уровень контроля охраняемой территории.

Производители и модели

Geoquip

Компания Geoquip – крупный английский производитель интегрированных систем охраны периметра. Ассортимент продукции компании ориентирован на создание систем наблюдения, регистрирующих вибрационные признаки попыток проникновения.

GEOQUIP GD5000-1Е	GEOQUIP GD5000-2Е	GEOQUIP GCMMB-4
Назначение
Охрана периметральных ограждений	Охрана периметральных ограждений	Охрана периметральных ограждений
Тип чувствительного элемента
Трибоэлектрический «альфа кабель»	Трибоэлектрический «альфа кабель»	Трибоэлектрический «альфа кабель»
Количество одновременно контролируемых зон
1 зона протяжённостью до 300 метров	2 зоны протяжённостью до 300 метров каждая	4 зоны протяжённостью до 300 метров каждая
Метод подстройки системы под параметры охраняемого сооружения
Электронные фильтры	Электронные фильтры	Автоматическая настройка

GEOQUIP GD5000-1Е и GEOQUIP GD5000-2Е – системы сбора и обработки аналогового сигнала от трибоэлектрического чувствительного элемента с применением частотных фильтров для подстройки к особенностям конструкции и условиям окружающей среды.

GEOQUIP GCMMB-4 – система цифровой обработки данных с трибоэлектрического чувствительного элемента, в которой предусмотрено взаимодействие с TCP/IP сетями и компьютером.

Bosch Security Systems

Bosch Security Systems – структурное подразделение немецкой компании Robert Bosch GmbH, одной из ведущих мировых поставщиков в области промышленных, автомобильных и потребительских товаров, в ассортименте которой есть продукция и беспроводного видеонаблюдения и охранного предназначения.

ISN-SM-50	ISN-SM-80	ISP SM 90-120
Назначение
Универсальный	Универсальный	Универсальный
Тип чувствительного элемента
Пьезоэлектрический	Пьезоэлектрический	Пьезоэлектрический
Количество одновременно контролируемых зон
1	1	1
Зона обнаружения
50 м.	80 м.	90-120 м.
Метод подстройки системы под параметры охраняемого сооружения
Полуавтоматический	Полуавтоматический	Полуавтоматический

Описанные модели, представляют собой микропроцессорные однопозиционные устройства, которые позиционируются как средства для защиты широкого спектра конструкций.

ISP SM 90-120 – адресный извещатель, что означает возможность организации охраны с высокой точностью определения места попытки проникновения и/или подключить прибор(ы) к адресным пультам охранных структур.

OPTEX

OPTEX – японская компания, которая разрабатывает и производит звуковые оповещатели, охранные и пожарные извещатели, в том числе и вибрационные.

VIBRO	FD-342	FD-525
Назначение
Защита дверей и окон	Охрана периметральных ограждений	Охрана периметральных ограждений
Тип чувствительного элемента
Пьезоэлектрический	Оптоволоконный кабель	Оптоволоконный кабель
Количество одновременно контролируемых зон
1 зона	2 зоны протяжённостью до 2000 метров каждая	25 зон протяжённостью до 800 метров каждая
Метод подстройки системы под параметры охраняемого сооружения
Автоматический	Полуавтоматический	Полуавтоматический

Представленные модели характеризуются высокими точностью и чувствительностью, обработка сигнала происходит микропроцессорными блоками обработки сигнала.

Модель VIBRO рассчитана для установки на окна и двери, настройка проводится благодаря системе самообучения, что делает монтаж и эксплуатацию максимально простыми.

FD-342 и FD-525 имеют гибкую систему настройки, состоящую из 25 параметров. Предназначены для охраны важных государственных и промышленных объектов, позволяют размещать блок обработки сигналов на расстоянии в 12 (FD-525) -20 (FD-342) километров от охраняемого сооружения.

Вибрации двигателя на ХХ и низких оборотах: причины и признаки, диагностика

Прежде всего, нужно знать, что может стать причиной вибрации двигателя на холостом ходу. Во-первых, это может быть троение двигателя, когда происходит нарушение в работе цилиндров двигателя. В этом случае сгорание топливно-воздушной смеси в цилиндрах отлично от нормального.

Ситуация может варьироваться от неисправности одного или нескольких цилиндров до полного прекращения их работы. При этом на ранних стадиях троение слабо заметно, обычно проявляется в виде вибраций на ХХ.

Сейчас читают

Причинами троения  двигателя являются:

1. Проблемы со свечами зажигания;
2. Неправильная подача топлива либо воздуха в цилиндр;
3. Засорение воздушного фильтра;
4. Проблемы в системе зажигания;
5. Износ ЦПГ и, как следствие, поломка двигателя;

Проявляется троение в следующем:

• пропуски зажигания;
• наличие хлопка в выпускной системе;
• уменьшение мощности мотора;
• потряхивание мотора при работе на холстом ходу;
• ощутимая вибрация руля;
• почернение одной из свечей зажигания;
• слабый разгон автомобиля, появлении рывков во время движения и разгона;
• увеличение расхода топлива;

Проверить автомобиль можно самостоятельно. Для этого в рамках диагностики проверка затрагивает:

1. Свечи зажигания, провода и катушку зажигания. При обнаружении потемнения, пробоев изоляции, других дефектов необходима срочная замена поврежденной детали на новую.
2. Система питания. Необходима проверка топливного насоса, клапана регулятора давления, проводится проверка исправности инжекторных форсунок.
3. Воздушная система. Проверяются перекрытия впускной трубки и накачивается воздух. Если появится шипение воздуха, это значит, что нарушена герметичность. По звуку определяется место утечки.
4. Воздушный фильтр. При засорении необходима его замена.
5. Уровень компрессии цилиндров двигателя. Если уровень  понижен, вероятно, что произошел прогар поршня или клапанов цилиндра, изношены поршневые кольца, имеются другие дефекты. В таком случае двигатель разбирается для ремонта.

Отметим, что решать проблему троения необходимо незамедлительно, то есть следует ремонтировать цилиндр. В противном случае горючее будет не сгорать, а смывать смазку, произойдет закоксовка двигателя, разжижится масло в картере, проблемный цилиндр получит еще больше повреждений и выйдет из строя и т.д.

Добавим, что в одних случаях возможен ремонт своими силами, особенно если дело в  фильтрах или системе зажигания. При  более сложной поломке лучше обратиться в автосервис.

Второй причиной вибрации может быть неправильно закрепленный двигатель. Возможна изношенность подушек или чрезмерная жесткость крепежных элементов. Диагностировать эту проблему можно с помощником. Открывается капот и попеременно включаются нейтральная, задняя, первая передачи. В это время помощник следит за двигателем. Если при одном из переключений он отклоняется под большим углом, значит, в этом месте подушка изношена, возможно также ее разрушение. Опору двигателя нужно заменить.
Причиной вибрации могут стать детали, соприкасающиеся с кузовом. В этом случае для устранения проблемы необходимо отрегулировать их положение. Еще одной причиной, по которой мотор вибрирует на холостых, может стать недостаточный уход за элементами топливной системы. Это приводит не только к вибрации, но и к увеличению расхода топлива, закоксовке цилиндров двигателя, появлению посторонних звуков и т.д.
Также вибрации могут быть вызваны разным весом деталей двигателя. Она проявляется при большом пробеге автомобиля или после ремонта ДВС

При пробеге более двухсот тысяч нужно с особым вниманием относиться к мотору. Необходима замена его изношенных деталей.
При замене деталей нередко запчасти могут быть не самого лучшего качества. Когда они устанавливаются на место, после сборки ДВС можно ощутить неприятную вибрацию

Также вибрации возможны после замены зубчатого ремня, цепи ГРМ и т.д

Когда они устанавливаются на место, после сборки ДВС можно ощутить неприятную вибрацию. Также вибрации возможны после замены зубчатого ремня, цепи ГРМ и т.д.

Еще отметим, что вибрация может возникать в современных машинах, особенно зимой из-за обилия электроники и нагрузки на генератор на холостом ходу. Такие вибрации считаются нормой, они быстро проходят (часто после прогрева мотора). Также в этом случае, особенно зимой, желательно использовать более качественное топливо. Возможно, потребуется замена воздушного фильтра.

Виброскорость

Виброскорость – это скорость перемещения контролируемой точки оборудования во время её прецессии вдоль оси измерения.

В практике измеряется обычно не максимальное значение виброскорости, а ее среднеквадратичное значение, СКЗ (RMS). Физическая суть параметра СКЗ виброскорости состоит в равенстве энергетического воздействия на опоры машины реального вибросигнала и фиктивного постоянного, численно равного по величине СКЗ. Использование значения СКЗ обусловлено ещё и тем, что раньше измерения вибрации велись стрелочными приборами, а они все по принципу действия являются интегрирующими, и показывают именно среднеквадратичное значение переменного сигнала.

Из двух широко применяемых на практике представлений вибросигналов (виброскорость и виброперемещение) предпочтительнее использование виброскорости, так как это параметр, сразу учитывающий и перемещение контролируемой точки и энергетическое воздействие на опоры от сил, вызвавших вибрацию. Информативность виброперемещения может сравниться с информативностью виброскорости только при условии, когда дополнительно, кроме размаха колебаний, будут учтены частоты, как всего колебания, так и его отдельных составляющих. На практике сделать это весьма проблематично.

Для измерения СКЗ виброскорости используются самые простые приборы – виброметры. В более сложных приборах (виброанализаторах) также всегда присутствует режим виброметра.

Виброскорость измеряется в:

• миллиметрах на секунду [мм/сек]
• дюймов в секунду [in/s]: 1 in/s = 25,4 мм/сек
• децибелах, должен быть указан уровень 0 дБ. Если не указан, то, согласно ГОСТ 25275-82, берётся значение 5 * 10 -5 мм/сек (По международному стандарту ISO 1683:2015 и ГОСТ Р ИСО 13373-2-2009 за 0 dB берётся 10 -6 мм/сек)

Как перевести виброскорость в дБ ?

Для стандартного уровня 0 дБ = 5 * 10 -5 мм/сек:

VdB = 20 * lg10(V) + 86

VdB – виброскорость в децибелах

lg10 – десятичный логарифм (логарифм по основанию 10)

V – виброскорость в мм/с

86 дБ – уровень 1 мм/с

Ниже приведены значечения виброскорости в дБ для стандартного ряда норм вибрации. Видно, что разница между соседними значениями – 4 дБ. Это соответствует разнице в 1,58 раза.

мм/с	дБ
45	119
28	115
18	111
11,2	107
7,1	103
4,5	99
2,8	95
1,8	91
1,12	87
0,71	83

  Вязание для маленьких собак с описанием

Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

Измерение такой вибрации используется в сфере охраны труда. Приборы отличаются от приборов для измерения вибрации вращающегося оборудования. Они называются виброметры-шумомеры.

Прибор измеряет мощность вибрации за какой-то период времени, например, за рабочую смену, показывает мощность вибрации в полосах частот. Вибрация разных частот оказывает разное влияние на человека, поэтому используются нормирующие коэфициенты для частных полос. В дополнение шумомеры умеют измерять акустический шум на рабочем месте.

Предельные значения вибрации нормируется СанПиНами. Библиотеку этих нормативных документов можно найти на сайте НТМ-Защита:

Например:

СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
Настоящие Санитарные нормы устанавливают классификацию, нормируемые параметры, предельно допустимые значения производственных вибраций, допустимые значения вибраций в жилых и общественных зданиях

МУ 3911-85 «Методические указания по проведению измерений и гигиенической оценки производственных вибраций»
Указания устанавливают методы и условия проведения измерений и гигиенической оценки производственной вибрации на рабочих местах или в местах контакта с руками оператора для установления их соответствия санитарным нормам

Конструкция вибродатчика и его принцип работы

Поскольку вибрационный извещатель — это прибор, который производит улавливание вибраций, то в его конструкцию обязательно должны входить следующие элементы:

• Преобразователь. Это специальный блок, необходимый для улавливания и переработки вибраций в электрический импульс. Существует несколько видов преобразователей: пьезоэлектрические, оптические или трибоэлектрические.
• Электронный блок для расшифровки. Эта деталь принимает сигнал, анализирует его и передает значение на внешний интерфейс устройства. Сейчас чаше всего применяются цифровые блоки, обеспечивающие максимально комфортное оповещение.

Извещатели вибрационные предназначены для охраны жилых домов, различных складов и прочих строений, относящихся к хранилищам различного уровня защищенности.

С их помощью можно обнаруживать различные воздействия на следующие виды конструкций:

• бетонные основания или стены;
• металлические перекрытия;
• стальные двери;
• металлические шкафы или сейфы.

Используя вибрационные извещатели, можно настроить различные охранные системы, которые будут оповещать о совершаемых актах вандализма, взломах или проникновения посторонних на охраняемые территории.

Также предусмотрена возможность комбинирования вибрационной системы контроля с датчиком движения. Это способствует повышению уровня охраны, так как контроль осуществляется по всем аспектам деятельности.

Чтобы понять принцип работы вибрационного датчика, нужно учесть особенность его строения. Поскольку эти контроллеры реагируют на вибрационные воздействия, их принцип работы максимально похож на работу камертона. В основе лежит пьезоэлектрический кристалл или другой вид уловителя, который передает обнаруживаемые импульсы на вилку устройства, настроенную на определенную частоту.

Уловитель заставляет этот элемент производить колебательные движения на той частоте, которую он смог уловить. Если это значение будет меньше установленного, то охранная сигнализация не сработает.

ВХОД И ВЫХОД

Входным параметром вихретокового датчика является величина зазора
между торцом пробника и электропроводящим объектом. Величина измеряемого
зазора составляет несколько миллиметров и зависит от диаметра катушки,
заключенной в торце диэлектрического наконечника. Выходной сигнал,
пропорциональный измеряемому зазору, может быть представлен в виде
напряжения, тока или в цифровом формате (определяется типом системы
наблюдения).

Для драйверов с выходным сигналом в виде напряжения указывают чувствительность
(коэффициент преобразования зазора в электрический сигнал), которая
в большинстве случаев составляет 8мв/мкм. Часто для сопряжения вихретокового
датчика с типовыми системами мониторинга необходимо дополнительное
преобразование выходного напряжения в формат 4-20мА токовой петли
или в цифровой вид.

Устройства, сочетающие функции драйвера и дополнительного формирователя
называют трансмиттерами.

Причины повышения ударных импульсов

1. Загрязнение смазки подшипника во время монтажа, во время хранения, в процессе эксплуатации.
2. Ухудшение эксплуатационных свойств смазочного материала в процессе эксплуатации приводящее к несоответствию применяемой смазки условиям работы подшипника.
3. Вибрация механизма, создающая повышенную нагрузку на подшипник. Ударные импульсы не реагируют на вибрацию, отражают ухудшение условий работы подшипника.
4. Отклонение геометрии деталей подшипника от заданной, в результате неудовлетворительного монтажа подшипника.
5. Неудовлетворительная центровка валов.
6. Повышенный зазор в подшипнике.
7. Ослабление посадки подшипника.
8. Ударные воздействия на подшипник, возникающие в результате работы зубчатого зацепления, соударений деталей.
9. Неисправности электромагнитной природы электрических машин.
10. Кавитация перекачиваемой среды в насосе, при которой в результате захлопывания газовых каверн в перекачиваемой среде непосредственно создаются ударные волны.
11. Вибрацией подсоединенных трубопроводов или арматуры, связанной с нестабильностью потока перекачиваемой среды.
12. Повреждение подшипника.

4. Анализ вибрации подшипниковых узлов электродвигателя.

Ниже на рис. 4 и 5 приведены спектры вибрации одного из подшипниковых узлов электродвигателя в частотных диапазонах, соответственно до 20кГц и до 500Гц. На рис 6,7 и 8 приведены спектры огибающей вибрации до частоты 500Гц с использованием разных третьоктавных фильтров для выделения высокочастотных компонент сигнала – со средними частотами 5кГц, 12,5кГц и 20 кГц.

Как видно из рис.4, вибрация подшипниковых узлов двигателя до 20 кГц насыщена большим количеством различных гармонических составляющих, большинство из которых возбуждается гармониками тока в двигателе.

Анализ низкочастотной части спектра вибрации подшипникового узла до 500 Гц, (рис.5) показывает, что искажения питающего напряжения в выпрямителе сказываются на выходном напряжении не столь сильно, как в среднечастотной области. Этот эффект является следствием введения цепей обратной связи по форме выходного напряжения инвертора, при которой снижаются низкочастотные искажения его формы. Таким образом, использование статического преобразователя данного вида сохраняет возможность оценки вида и величины дефекта подшипника по автоспектру вибрации.

Рис 4 – Спектр вибрации подшипникового узла двигателя до 20 кГц.  

Рис 5 –Спектр вибрации до 500Гц, в котором указаны гармоники, кратные 50Гц и определяемые обнаруженным в подшипнике развитым дефектом — раковиной наружного кольца

При диагностике подшипников важную информацию о развивающихся дефектах дает анализ спектра огибающей высокочастотной вибрации на выходе октавного или третьоктавного фильтра, если в полосе фильтра нет сильных гармонических составляющих. В нашем случае в спектре вибрации подшипникового узла двигателя можно выбрать лишь две третьоктавные полосы, в которых величины гармонических составляющих не слишком велики. Это третьоктавные полосы со средними частотами 5 и 20кГц. В первом случае третьоктавный фильтр не захватывает область частот, кратных частоте коммутации силового тока. Во втором случае гармонические составляющие вибрации несущественно выше случайных составляющих из-за потерь гармонических составляющих электромагнитного поля на высоких частотах в активном сердечнике двигателя, с одной стороны, и ростом случайной вибрации из-за развитого дефекта подшипника, с другой стороны. Использование третьоктавного фильтра с другими частотами, например, со средней частотой 12,5кГц не позволяет обнаружить дефект из-за высокого уровня электромагнитной вибрации, вызванной искажениями напряжения на выходе преобразователя.

            Рис 7. Спектр огибающей вибрации подшипника двигателя с раковиной наружного кольца после третьоктавного фильтра с частотой 5 кГц.

Рис 6. Спектр огибающей вибрации подшипника двигателя после третьоктавного фильтра с частотой 12,5 кГц.

Рис 8. Спектр огибающей вибрации подшипника двигателя после третьоктавного фильтра с частотой 20 кГц.

Иначе выглядит спектр огибающей вибрации на другом подшипнике, на котором нет развитых дефектов и сила трения существенно меньше (рис.9). На этом спектре уже проявляются составляющие с гармониками, кратными частоте напряжения в сети переменного тока, присутствие которых в спектре огибающей приводит к снижению глубины модуляции вибрации сил трения, т.е. к занижению реальной величины дефекта до тех пор, пока он не приведет к заметнтому ухудшению состояния смазки.

Рис. 9 — Спектр огибающей вибрации подшипника двигателя с противоположной стороны после третьоктавного фильтра с частотой 20 кГц.

Еще один довод не в пользу диагностики подшипников электродвигателя при питании от статического преобразователя такой конструкции – обнаружение дефектов смазки подшипника. Эти дефекты хорошо проявляют себя в ультразвуковой вибрации (выше 15кГц), в которой при дефектах растет и среднеквадратичное, и пиковое значения. При питании двигателя от статического преобразователя рост среднего значения вибрации на ультразвуковых частотах вполне может быть следствием ухудшения формы питающего напряжения.

Искажения формы напряжения на выходе статического преобразователя ухудшают возможности вибродиагностики собственно электродвигателя и мало влияют на вибрацию механизма, который этот двигатель приводит во вращение. Так, для примера на рис 10 приведен спектр вибрации буксы колесной пары, в котором вибрация электромагнитного происхождения, предаваемая от двигателя, минимальна.

Рис 10. Спектр вибрации буксы до 20кГц

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Приоритетной областью использования вихретоковых измерителей является
контроль осевого смещения и поперечного биения валов больших турбин,
компрессоров, электромоторов, в которых используются подшипники
скольжения. Применение для этих целей датчиков скорости и ускорения,
хотя и допустимо, но неоправданно, поскольку из-за слабого отклика
на низких частотах (<10Hz) и значительного поглощения вибрации
массивным корпусом установки, результат будет иметь большую погрешность.
Вихретоковый метод напротив обладает исключительной точностью, поскольку
не только не имеет нижнего предела по частоте, но и не требует математической
обработки результатов измерения ввиду прямого соответствия выходного
сигнала текущему смещению вала или измерительного буртика относительно
корпуса.

В малых турбинах, генераторах и компрессорах, где используются
подшипники качения и масса корпуса относительно невелика, спектр
колебаний смещен в высокочастотную область. В этом случае для измерения
вибрации вала целесообразно использовать датчики скорости и ускорения,
размещаемые на корпусе механизма.

Работа системы ViBlock

Вибрация контролируемого оборудования измеряется в ViBlock встроенным датчиком в трех направлениях.

По заранее заданному расписанию, например, один раз в час, или при любом превышении заданного порогового уровня вибрации, производится регистрация вибрационных сигналов, проводится их обработка, расчет интегральных параметров, выполняется определение спектрального состава вибросигналов.

По измеренным и рассчитанным параметрам вибрационных сигналов встроенная экспертная система оперативно проводит диагностику дефектов оборудования, оценивает степень их развития.

Использование в ViBlock для каждой единицы контролируемого оборудования самонастраивающихся математических моделей позволяет оперативно определять самый важный эксплуатационный и технологический параметр: остаточный ресурс в размерности оставшегося времени работы.

Данные измеренных вибрационных и температурных параметров оборудования, а также результаты работы встроенных в ViBlock экспертных алгоритмов по беспроводному интерфейсу оперативно передаются в программное обеспечение мониторинга марки ViBase, установленное на персональном компьютере интегрального АРМ.

При помощи программного обеспечения марки ViBase решаются все основные вопросы управления эксплуатацией оборудования:

• Производится визуализация информации о техническом состоянии контролируемого оборудования на экране компьютера.
• Автоматически формируются необходимые отчетные документы о техническом состоянии оборудования и его остаточном ресурсе.
• Составляется оптимальный график проведения ремонтных работ с указанием перечня дефектов, выявленных экспертной системой в оборудовании на момент последнего измерения.

Приборы для измерения вибрации

Приборы для измерения вибрации делятся на несколько типов: виброметр, виброграф и виброанализатор. Виброметр, простейший прибор, определяет только один параметр (СКЗ виброскорости). Виброграф, пишущий прибор, регистрирующий амплитуду колебаний. Эти два прибора помогут выявить только превышения норм.

Выявить причины (на основании замеряемых параметров) нарушений вибрационных характеристик сможет лишь виброанализатор. Существую одноканальные и многоканальные виброанализаторы, эти приборы позволяют загрузить в них программу измеряемых параметров с компьютера, что после замеров позволит произвести анализ, сделать расчёт и выявить источник вибраций. При использовании виброанализатора, на электродвигатель навешиваются датчики вибрации. Таким образом можно точно установить причину неисправности и меры её устранения.

Расположение контрольных точек для измерения параметров вибрации

Точки измерения вибрации для оценки состояния машин и механизмов выбираются на корпусах подшипников или других элементов конструкции, которые в максимальной степени реагируют на динамические силы и характеризуют общее вибрационное состояние машин.

ГОСТ Р ИСО 10816-1-97 регламентируется проведение измерений вибрации корпусов подшипников в трех взаимно перпендикулярных направлениях, проходящих через ось вращения: вертикальном, горизонтальном и осевом (рисунок 94а). Измерение общего уровня вибрации в вертикальном направлении проводится в наивысшей точке корпуса (рисунок 94б). Горизонтальная и осевая составляющие измеряются на уровне разъёма крышки подшипника или горизонтальной плоскости оси вращения (рисунок 94в, г). Измерения, проведенные на защитных кожухах, металлоконструкциях не позволяют определить техническое состояние механизма из-за нелинейности свойств данных элементов.

(а)	(б)
(в)	(г)

Рисунок 94 – Расположение точек контроля вибрации: а) на электрических машинах; б) в вертикальном направлении; в, г) на корпусе подшипника

Расстояние от места установки датчика до подшипника должно быть кратчайшим, без контактных поверхностей различных деталей на пути распространения колебаний. Место установки датчиков должно быть достаточно жёстким (нельзя устанавливать датчики на тонкостенном корпусе или кожухе). Необходимо использовать одни и те же точки и направления измерения при проведении мониторинга состояния. Повышению достоверности результатов измерений способствует использование в характерных точках приспособлений для быстрой фиксации датчиков в определенных направлениях.

Крепление вибрационных датчиков регламентируется ГОСТ Р ИСО 5348-99 и рекомендациями изготовителей датчиков. Для крепления преобразователей поверхность, на которую он крепится, должна быть очищена от краски и грязи, а при измерении вибрации в высокочастотном диапазоне – от лакокрасочных покрытий. Контрольные точки, в которых проводится измерение вибрации, оформляются так, чтобы обеспечить повторяемость при установке датчика. Место измерения отмечают краской, кернением, установкой промежуточных элементов.

Масса преобразователя должна быть меньше массы объекта более чем в 10 раз. В магнитной державке, для крепления датчика используют магниты с силой удержания на отрыв 50…70 Н; на сдвиг 15…20 Н. Не закрепленный преобразователь отрывается от поверхности при ускорении более 1g.

Измерения ударных импульсов проводятся непосредственно на корпусе подшипника. При свободном доступе к корпусу подшипника измерения выполняются с помощью датчика (индикаторного щупа) в контрольных точках, указанных на рисунке 95. Стрелками указано направление расположения датчика при измерении ударных импульсов.

Алгоритм выявления неисправности

Для определения и устранения причин вибрации электродвигателя существует несложный алгоритм. Осмотреть работающий электродвигатель на предмет отсутствия незакрученных болтов, крышек, надежность крепления двигателя к раме. Далее необходимо рассоединить двигатель и приводимый им в движение механизм. Если вибрация пропала, то причина в соединительной муфте (нарушение центровки полумуфт, разный вес пальцев и так далее).

Если после отсоединения приводного механизма вибрация на холостом ходу присутствует. Значит причина в самом электродвигателе, при отключении питания (когда двигатель на выбеге) должна прекратиться вибрация. Если при отключенном питании она прекратилась, то всему виной воздушный зазор между статором и ротором. При затухающей амплитуде вибраций при отключенном питании, причина в механическом дефекте ротора (изгиб, трещина, дефект роторной бочки) или дефекте полумуфты.

Если при снятой полумуфте вибрация отсутствует, значит – в полумуфте, в противном случае необходимо снимать ротор для динамической балансировки на станке или выявления повреждений обмоток. При диагностике электродвигателя на подшипниках качения их неисправность легко выявить – повышенный шум и сильный нагрев.

Дефект подшипников скольжения будет проявляться под нагрузкой, если выявить причины вибрации под нагрузкой не удаётся, то, скорее всего, виноваты подшипники, необходимо их заменить или отдельно продиагностировать (например, датчики вибрации подключить к месту установки подшипников).

При выявлении повышенного нагрева подшипников необходимо также замерять уровень вибрационных характеристик, потому как сам по себе подшипник редко является источником проблемы, скорее, как следствие.

Важно понимать, что на ответственных механизмах (турбоагрегаты ГЭС, электродвигатели в АЭУ, электроприводы гидростанций и так далее) замер уровня вибрации должен производиться регулярно, в соответствии с графиком технического обслуживания. Замеры должны проводить представители завода-изготовителя или специалисты организации, имеющей лицензию на проведение такого типа работ. Замеры вибрационных характеристик с замером температуры подшипников должны быть отражены в формуляре электрической машины

Замеры вибрационных характеристик с замером температуры подшипников должны быть отражены в формуляре электрической машины.

Теперь вы знаете, почему возникает вибрация электродвигателя, а также как происходит определение и устранение причин. Надеемся, предоставленная инструкция помогла найти и решить проблему!

Материалы по теме:

• Что такое дребезг контактов и как его устранить
• Почему отключается автоматический выключатель
• Неисправности в электроустановках и причины их возникновения

Опубликовано:
25.07.2019
Обновлено: 25.07.2019